電動(dòng)汽車用鋰電池高效運(yùn)行管理技術(shù)研究.pdf

1、環(huán)境污染和能源危機(jī)，使人類迫切需要找一種新能源汽車來替代傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車。電動(dòng)汽車在電池能量轉(zhuǎn)換和尾氣排放等方面具有很大優(yōu)勢(shì)，電動(dòng)汽車成為人們替代傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車首選，而鋰電池管理制約了電動(dòng)汽車普及和推廣。
　　本文對(duì)鋰離子電池種類進(jìn)行分析比較，最終選擇磷酸鐵鋰電池作為電動(dòng)汽車用鋰電池管理研究對(duì)象。本文首先介紹了國內(nèi)外電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和電動(dòng)汽車在推廣普及中遇到一些難題，鋰電池管理技術(shù)是電動(dòng)汽車發(fā)展遇到最為突出的難點(diǎn)，隨后對(duì)鋰電池管理技術(shù)難

2、點(diǎn)進(jìn)行分析研究。
　　鋰電池剩余電量(SOC)估算精度和鋰電池組單體電池之間不一致性是鋰電池管理難點(diǎn)。通過對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行大量充放電試驗(yàn)，得到電池關(guān)鍵性能基本特性參數(shù)，其中基本特性參數(shù)包括充放電特性、倍率特性、溫度特性以及靜置特性。本文在對(duì)電動(dòng)汽車用鋰電池高效運(yùn)行管理進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法(EKF)復(fù)合算法的SOC估算和基于GS7708芯片主動(dòng)均衡控制策略，是本文重點(diǎn)研究部分。
　　在電動(dòng)汽車使用過程中

3、，鋰電池組沒有得到有效管理，不能實(shí)時(shí)估算鋰電池工作狀態(tài)，降低鋰電池整體性能，導(dǎo)致汽車?yán)m(xù)駛里程短以及使用成本激增。本文結(jié)合安時(shí)計(jì)量法、開路電壓法以及擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，提出了基于EKF復(fù)合算法的SOC估算，并對(duì)復(fù)合算法建立Thevenin電池模型，采用了MATLAB仿真驗(yàn)證了基于EKF復(fù)合算法精度及可行性。另外針對(duì)單體鋰電池在循環(huán)工作一段時(shí)間后，存在不一致性，容易導(dǎo)致鋰電池過充過放，提出了基于GS7708芯片電感主動(dòng)均衡控制策略以及全局最

4、優(yōu)化算法，設(shè)計(jì)了相關(guān)主動(dòng)均衡控制電路。此外還對(duì)磷酸鐵鋰電池電池組進(jìn)行了主動(dòng)均衡實(shí)驗(yàn)，比較均衡前后電壓變化，驗(yàn)證本文主動(dòng)均衡策略的可行性。通過提高了SOC估算準(zhǔn)確性以及減少鋰電池主動(dòng)均衡時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池有效管理。
　　在硬件上，設(shè)計(jì)了基于STM32F103VBT6芯片的電動(dòng)汽車用鋰電池組整體硬件電路，主要包括CPU最小系統(tǒng)、電源模塊、EEPROM、RS485通信接口電路、人機(jī)界面以及鋰電池組充放電電壓電流信號(hào)采樣，并采用專門電池